基于“科技冬奥”的智慧场馆需求分析与系统功能设计

刘占省，孙佳佳，李久林，刘习美

(1.北京工业大学建筑工程学院，北京 100124；2.北京城建集团，北京 100088)

目前我国的体育场馆普遍存在能耗浪费多、人才资源匮乏、管理体制不完善、政策保障不足等问题[1]，并制约我国体育场馆的可持续绿色发展，影响体育场馆整体赛时、赛后正常运营的同时，也给社会和环境造成了沉重的负担。在这种困境下，BIM技术、物联网、移动互联网、大数据、人工智能等新兴技术的出现与发展为建设绿色、节能、最佳运营效益的体育场馆提供了契机。信息化技术与体育场馆不断结合与相互渗透，“智慧场馆”应运而生。图~3是国外应用了高科技技术的典型智慧场馆案例。

图1 东京奥运会场馆

图2 平昌冬奥会主场馆

图3 俄罗斯世界杯喀山体育场

根据智慧城市的定义[2]，智慧场馆是将建筑信息模型、物联网、移动互联网、大数据、人工智能、VR等新兴信息技术运用到场馆的设计规划、建设和运营管理的全生命周期，以实现赛时功能需要、赛后综合利用、提高运营效率、提升用户体验为目标的软件和硬件的结合体。目前，已有学者对智慧场馆的建设运营和未来发展进行了研究。CAO[3]建立手持设备与服务器的通信，通过2种指令交互实现对场馆灯光设备的间接控制，从而实现节能管理；WU和LI[4]结合基于Web GIS的体育馆智能服务系统，通过对用户出行方式的深入分析，设计出到达场馆的最优路径；WANG[5]研究了基于物联网的智能体育场馆系统及其发展趋势，指出现代智能体育场正变得越来越安全、高效、舒适和方便；徐永清[6]提出智慧场馆已进入创新 4.0时代，并提出了智慧场馆运维管理平台的基本架构；陈望君[7]提出了智慧场馆运营建设的思路，并将其应用在苏州奥体中心的整体建设中，增强了场馆本身运作能力；肖文升[8]通过剖析当前智慧场馆发展的困境，提出了未来智慧场馆发展的若干策略，为后续研究提供参考；陈晓静和杨俊峰[9]在“互联网+”和智慧城市的发展背景下，探讨了智慧城市服务于智慧场馆的可能。

尽管学者们做了相关的研究，我国体育场馆的智慧化建设和可持续性运营仍然面临着严峻的问题，像平昌冬奥会主场馆因无法维持运营而被迫拆除的例子屡有发生。经过多方调研后发现，智慧场馆还停留在概念阶段，或者仅是少量、单点的智能化应用，缺乏对智慧场馆的需求分析和对应的功能设计。因此，本文围绕智慧场馆，在对以往体育场馆创新技术进行整理总结的基础上，分析当代智慧场馆的需求，并针对观赛服务需求进行智慧场馆观赛服务系统功能设计，最后给出智慧场馆发展的建议，希望为今后的智慧场馆建设提供建议与参考。

1 以往体育场馆创新技术经验

通过对往届体育赛事智慧场馆创新技术的整理(表1~3)，总结出以下特点：

(1)电视转播的模式由传统电视逐步覆盖到智能终端，VR技术的出现使高清转播、“身临其境”成为可能。

(2)高速Wi-Fi网络(5G)逐渐普及，移动通讯网络场馆范围全覆盖。

(3)远程监控设备(无人机)的使用逐渐增多，应用范围扩大。

(4)人工智能机器人在交通、管理、餐饮方面在逐步尝试运用。

(5)电子支付服务已成为大型体育赛事必选项。

(6)关注人性化服务和观众体验互动已成为智慧场馆的目标。

以往体育场馆创新技术的应用为新一代智慧场馆的建设提供了宝贵的技术经验，5G、人工智能等信息技术的快速发展也为其提供了契机，新一代智慧场馆无疑将具有更高的科技含量和技术水平。

表1 东京奥运会智慧场馆创新技术

表2 平昌冬奥会智慧场馆创新技术

表3 俄罗斯世界杯智慧场馆创新技术

2 智慧场馆需求分析

本文调研了北美职业体育场大庆游泳馆、中国文字博物馆、沈阳奥林匹克综合馆等大型体育场馆和文化场馆的现实需求，结合上一节对往届体育赛事智慧场馆应用新技术的总结，分析概括出智慧场馆的需求至少包括：数字化网络环境需求、运营系统需求、观赛体验需求、观赛服务需求、市场开发需求、后勤保障需求(图4)。

图4 智慧场馆需求

2.1 数字化网络环境需求

近期，中国互联网信息中心发布了第43次《中国互联网络发展状况统计报告》[10]，报告显示到2018年12月为止，我国网民规模已达8.29亿，全年新增网民5 653万。可见，人们的日常生活已经离不开互联网。而在大型场馆这种人员密度高的场所，更需要保持手机信号的稳定性，以及场馆无线网络环境的稳定性，以便支持现场观众的各种信息化互动，提升观众体验[11]；另外，对于智慧场馆的运营来说，用户通过场馆的网络环境部署进行微信、微博等平台的数据共享，也为场馆及产品的推广宣传提供帮助。场馆运营方通过网络部署进行数据采集与后续统计分析，进而实现智慧场馆的管理。

值得一提的是，我国的国产品牌华为与中兴等在高密度大型场馆无线网络覆盖方面提出了可实行的解决方案，如中兴新支点ICG、云网视、引入AI等。

2.2 运营系统需求

对于大型场馆来说，赛时、赛后将产生大量的业务数据和文档资料，赛时高峰期也将迎来上万人的人流压力，如果没有一套完整的运营系统辅助相关人员管理，将面临不可预测的数据混乱与人员混乱问题。因此，智慧场馆的运行需要构建一套运营系统，将电子数据信息共享，通过各个子系统反馈的数据实现资源最优调配；通过实时安全监控进行风险预测预警；通过动态数据分析为场馆管理人员提供决策依据，提高决策质量。

另外，智慧场馆的建设还应考虑到从赛时到赛后的无缝切换，以赛后需求预埋赛前设计规划，不仅要保证比赛期间的正常运行，还要保证长期运营的需要，在运动员训练培训、健身娱乐、商业活动等方面提供高水平、高质量的服务，实现场馆的有机更新和功能的快速转换(图5)。

图5 智慧场馆运营需求

2.3 观赛体验需求

由往届体育赛事智慧场馆的新技术应用来看，关注人性化服务和观众体验互动已成为智慧场馆的目标。通过VR技术与360°全景摄像机的结合，可使观众以第一视角沉浸式观赛；通过场馆无线网络覆盖与5G高速网络，可增加观众间的互动体验；通过富有科技感的现场互动如微博上墙、有奖问答等，可以调动观赛气氛，进而提高观众体验。

2.4 观赛服务需求

场馆内每日需要接待的观众人数众多，而每位观众提出的服务需求往往呈现出重复性与个性化并存的特点，因此，传统的人工解答已经满足不了观众观赛服务的需求。针对手机网民覆盖率极高这一趋势，可以设计一套面向观众的观赛服务系统，通过APP或小程序等形式提供给观众使用，为观众观赛前、观赛中、观赛后提供全面、及时、便利的服务。

2.5 市场开发需求

为了在场馆的后期运营中获得持续盈利，需要在场馆举办各种活动从而吸引观众买票获得收益。因此，在场馆进行市场开发战略制定时，需通过一定的技术与分析手段更准确的识别出不同观众群体的消费意愿与行为特点，如喜爱观看的比赛类型、是否加入VIP等，从而确定喜好与消费水平，运用市场开发策略进行定向投放。

智慧场馆运营者在进行市场开发时，可考虑线上与线下策略相结合，根据实际情况与预算搭建或优化场馆网站、社交媒体账号、微信小程序、移动客户端等，在合适的时间节点引入第三方营销咨询服务商，有效地利用既有观众数据，增加用户粘性。

2.6 后勤保障需求

按照智慧场馆总体建设目标，需建立完善的后勤保障系统，为智慧场馆的运行提供一个安全、节约、高效的环境。因此，要求智慧场馆应具有包括安保系统、车辆进出口管理系统、停车服务、紧急情况疏散、报修、餐饮管理、保洁后勤保障功能。

3 智慧场馆观赛服务系统功能设计

本文从智慧场馆整体运行的角度分析了智慧场馆的多项需求，针对其中的“观赛服务需求”，设计了观赛服务系统的功能模块，旨在提高观众观赛体验，为观众的观赛全过程提供便利。设计的智慧场馆观赛服务系统功能包括信息功能、社交功能、观赛服务功能、商业功能、数据分析功能。具体如图6所示。

图6 智慧场馆观赛服务系统功能设计

3.1 信息功能

作为智慧场馆APP的基础功能，主要包括赛会活动日程，场馆相关信息与资讯，场馆座位图，运动员基本信息模块，为观众提供基本的信息资讯。

3.2 社交功能

如同其他社交平台一样，智慧场馆APP也需要社交功能来增加线上观众的双向互动。主要包括线上社区，互动游戏(预测比分、问答竞赛)，线上直播(评论、弹幕、社交媒体分享)，附近的人，咨询客服。

3.3 观赛服务功能

观赛服务功能主要负责提升观众观赛体验，为观赛过程提供便利。主要包括移动支付(包括支付门票、支付停车费用等)，路径导航(帮助观众寻找座位、卫生间、餐厅、汽车，并自动决策最优路线)，自助点餐，镜头回放，VR沉浸式体验，以及其他类通知(紧急情况、天气预警)。

3.4 商业功能

智慧场馆 APP商业功能用于挖掘消费者潜在消费需求，并提供便利的服务获取渠道。主要包括购买门票，线上商店，合作推广，加入我们(作为赞助商之一为智慧场馆提供支持)，赞助商权益，广告模块。

3.5 数据分析功能

数据分析功能是智慧场馆APP的后台分析模块。通过智慧场馆 APP，可以以较低的成本获得更多有价值的数据信息并进行大数据分析。主要包括读取用户位置信息，读取用户身份信息，获取用户授权的文字、声音、图像信息，获取关联的社交媒体信息，对用户进行人口细分与定位，分析用户消费行为偏好与潜在需求。基于该低成本且有用的信息，开发者可通过数据分析技术为观众提供个性化推广方案，增加用户粘性，创造持续收益。

4 小结与建议

本文梳理了以往体育场馆的创新技术，借鉴其技术应用经验，并对当下智慧场馆的需求进行较为全面的分析，提出智慧场馆的需求至少包括数字化网络环境需求、运营系统需求、观赛体验需求、观赛服务需求、市场开发需求、后勤保障需求六大项。在此基础上，针对“观赛服务需求”设计了观赛服务系统功能，主要包括信息功能、社交功能、观赛服务功能、商业功能、数据分析功能等，有助于提高观众观赛体验，为观众的观赛全过程提供便利。结合本文的研究及智慧场馆目前的发展现状，提出以下建议：

(1)从俄罗斯世界杯到平昌冬奥会再到未来的东京奥运会，可以看到科技在其中起着巨大的作用。随着科技技术的不断发展进步，新一代智慧场馆的建设无疑将具有更高的科技含量，更加展现着体育与科技的交叉碰撞。智慧场馆建设正朝着数字化、网络化、智能化、信息化的方向迈进。

(2)智慧场馆的使用应不仅仅在于比赛期间，后期的正常运营也非常重要。以服务人民作为智慧场馆发展的重要任务，充分利用智慧场馆现有资源，开展多种市民活动，全面提升智慧场馆的服务水平。

(3)除了场馆运营方本身的融资活动外，相关部门也需加强对智慧场馆的财政投入力度，以保证场馆后期的定期检测与智能化产品研发，从而共同打造多方参与的投入机制。